本发明涉及一种基于梯度分析的安全防护型餐桌，所述餐桌包括：餐桌架构，包括组合式桌面、倾斜式桌腿、水平座板、横梁和多个桌腿，所述水平座板与多个桌腿的多个中间部位连接；可见光摄像头，用于对餐桌周围进行可见光拍摄以输出对应的餐桌周围图像；曲线匹配设备，用于将所有边缘像素进行连接以获得若干个封闭曲线，基于若干个封闭曲线分别从灰度化图像处分割出对应的若干个图案，当存在与预设婴儿标准图像的匹配度超限的图案时，发出婴儿存在信号，否则，发出婴儿不存在信号；防护型伸缩横板，用于在接收到所述婴儿存在信号时，从所述组合式桌面的下方展开以方便放置婴儿。
1.一种基于梯度分析的安全防护型餐桌，其特征在于，所述基于梯度分析的安全防护型餐桌包括：
餐桌架构，包括组合式桌面、倾斜式桌腿、水平座板、横梁和多个桌腿，所述水平座板与多个桌腿的多个中间部位连接；
可见光摄像头，用于对餐桌周围进行可见光拍摄以输出对应的餐桌周围图像；
区域处理设备，与所述可见光摄像头连接，用于接收所述餐桌周围图像，对所述餐桌周围图像中的各个目标进行轮廓提取，以获得各个目标在所述餐桌周围图像中的各个分布区域，所述区域处理设备还用于对所述餐桌周围图像进行分块，以获得各个子图像；在所述区域处理设备中，针对所述餐桌周围图像，对每一个分布区域进行均匀式分割而获得的子图像的尺寸小于对未分布区域进行均匀式分割而获得的子图像的尺寸，以及对每一个分布区域进行均匀式分割包括：分布区域的面积越大，分割而获得的子图像的尺寸越大；
目标图像提取设备，与所述区域处理设备连接，用于接收所述餐桌周围图像的各个子图像，并检测每一个子图像的动态范围，针对每一个子图像，基于其动态范围的宽度大小调整对应子图像的用于剥离背景的阈值大小，还用于针对每一个子图像执行以下处理：采用调整后的阈值对所述子图像进行背景剥离，以获得对应的目标区域；所述目标图像提取设备还用于将各个子图像对应的各个目标区域进行整合以获得目标图像，并输出所述目标图像；在目标图像提取设备中，基于其动态范围的宽度大小调整对应子图像的用于剥离背景的阈值大小包括：其动态范围的宽度越窄，调整的对应子图像的用于剥离背景的阈值越小；
目标初步检测设备，与所述目标图像提取设备连接，用于接收所述目标图像，对所述目标图像中的各个目标的存在情况进行检测，以将所述目标图像中存在的目标的数量作为当前目标数量，并输出所述当前目标数量；
图像决策设备，与所述目标初步检测设备连接，用于接收所述当前目标数量，并在所述当前目标数量超限时，发出目标过多信号，以及在所述目标数量未超限时，发出目标正常信号；
对比度提升设备，分别与所述目标初步检测设备和所述目标决策设备连接，用于接收所述目标图像，还用于在接收到所述目标过多信号时，执行对所述目标图像的对比度提升处理，以获得对应的对比度提升图像，所述对比度提升设备执行对所述目标图像的对比度提升处理的次数与所述当前目标数量成正比；
梯度分析设备，与所述对比度提升设备连接，用于接收对比度提升图像，对对比度提升图像执行灰度化处理以获得相应的灰度化图像，判断所述灰度化图像中每一个像素的像素值到周围像素的像素值的各个梯度，当各个梯度中存在大于等于预设梯度阈值时，将该像素判断为边缘像素，当各个梯度都小于预设梯度阈值时，将该像素判断为非边缘像素；
曲线匹配设备，与所述梯度分析设备连接，用于将所有边缘像素进行连接以获得若干个封闭曲线，基于若干个封闭曲线分别从灰度化图像处分割出对应的若干个图案，当存在与预设婴儿标准图像的匹配度超限的图案时，发出婴儿存在信号，否则，发出婴儿不存在信号；
防护型伸缩横板，与所述曲线匹配设备连接，用于在接收到所述婴儿存在信号时，从所述组合式桌面的下方展开以方便放置婴儿；
语音报警设备，设置在所述组合式桌面上，与所述曲线匹配设备连接，用于在接收到所述婴儿存在信号时，播放与所述婴儿存在信号对应的语音警示文件；
红外线测量仪，包括红外线发射单元、红外线接收单元以及微控制器，所述红外线发射单元位于所述可见光摄像头上，用于垂直向下发射红外线信号，红外线接收单元位于所述红外线发射单元旁，用于接收反射回来的红外线信号，所述微控制器分别与所述红外线发射单元和所述红外线接收单元连接，用于基于所述红外线发射单元的发射时间和所述红外线接收单元的接收时间确定所述可见光摄像头的实时垂直位置；
触发启动设备，与所述红外测量仪连接，用于在所述实时垂直位置偏离预设垂直位置超限时，发出启动控制信号，还用于在所述实时垂直位置偏离预设垂直位置未超限时，发出关闭控制信号；
像素值匹配设备，分别与所述触发启动设备和所述可见光摄像头连接，用于在接收到所述启动控制信号时，对所述餐桌周围图像进行背景提取，以获得实时背景图像，并将所述实时背景图像与预设背景图像进行匹配，以在匹配度小于预设百分比阈值时，发出匹配失败信号，还用于在匹配度大于等于预设百分比阈值时，发出匹配成功信号。
一种基于梯度分析的安全防护型餐桌
技术领域
[0001] 本发明涉及安全防护领域，尤其涉及一种基于梯度分析的安全防护型餐桌。
背景技术
[0002] 餐桌按形状可分为：圆形实木餐桌、长方形实木餐桌、正方形实木餐桌、多边形实木餐桌等。一般在进餐中，如果进餐人数多，大部分使用圆形餐桌或是椭圆形餐桌。正方形餐桌和长方形餐桌一般适合四人进餐，四人各把一方，进餐起来也方便自如。
发明内容
[0003] 为了解决现有餐桌无法适用婴儿目标的技术问题，本发明提供了一种基于梯度分析的安全防护型餐桌，通过对餐桌周围的婴儿检测结果，确定相应的报警和防护操作，以提高餐桌的可用性，其中，基于图像的目标数量的初步检测结果，决定对所述高清图像的对比度提升处理的时机以及次数，从而避免了运算资源的浪费；在对图像进行目标轮廓的粗略检测的基础上，获取对图像的区域划分策略，在此基础上，对剥离背景后的目标图像进行高精度获取；采用背景匹配的方式，确定所述可见光摄像头的输出图像是否因为所述可见光摄像头的失位而产生位置的改变，尤为重要的是，还在可见光摄像头中内设自调节单元，以根据位置的改变情况进行位置的自行恢复。
[0004] 根据本发明的一方面，提供一种基于梯度分析的安全防护型餐桌，所述基于梯度分析的安全防护型餐桌包括：
[0005] 餐桌架构，包括组合式桌面、倾斜式桌腿、水平座板、横梁和多个桌腿，所述水平座板与多个桌腿的多个中间部位连接；可见光摄像头，用于对餐桌周围进行可见光拍摄以输出对应的餐桌周围图像；区域处理设备，与所述可见光摄像头连接，用于接收所述餐桌周围图像，对所述餐桌周围图像中的各个目标进行轮廓提取，以获得各个目标在所述餐桌周围图像中的各个分布区域，所述区域处理设备还用于对所述餐桌周围图像进行分块，以获得各个子图像；在所述区域处理设备中，针对所述餐桌周围图像，对每一个分布区域进行均匀式分割而获得的子图像的尺寸小于对未分布区域进行均匀式分割而获得的子图像的尺寸，以及对每一个分布区域进行均匀式分割包括：分布区域的面积越大，分割而获得的子图像的尺寸越大；目标图像提取设备，与所述区域处理设备连接，用于接收所述餐桌周围图像的各个子图像，并检测每一个子图像的动态范围，针对每一个子图像，基于其动态范围的宽度大小调整对应子图像的用于剥离背景的阈值大小，还用于针对每一个子图像执行以下处理：采用调整后的阈值对所述子图像进行背景剥离，以获得对应的目标区域；所述目标图像提取设备还用于将各个子图像对应的各个目标区域进行整合以获得目标图像，并输出所述目标图像；在目标图像提取设备中，基于其动态范围的宽度大小调整对应子图像的用于剥离背景的阈值大小包括：其动态范围的宽度越窄，调整的对应子图像的用于剥离背景的阈值越小；目标初步检测设备，与所述目标图像提取设备连接，用于接收所述目标图像，对所述目标图像中的各个目标的存在情况进行检测，以将所述目标图像中存在的目标的数量作为当前目标数量，并输出所述当前目标数量；图像决策设备，与所述目标初步检测设备连接，用于接收所述当前目标数量，并在所述当前目标数量超限时，发出目标过多信号，以及在所述目标数量未超限时，发出目标正常信号；对比度提升设备，分别与所述目标初步检测设备和所述目标决策设备连接，用于接收所述目标图像，还用于在接收到所述目标过多信号时，执行对所述目标图像的对比度提升处理，以获得对应的对比度提升图像，所述对比度提升设备执行对所述目标图像的对比度提升处理的次数与所述当前目标数量成正比；梯度分析设备，与所述对比度提升设备连接，用于接收对比度提升图像，对对比度提升图像执行灰度化处理以获得相应的灰度化图像，判断所述灰度化图像中每一个像素的像素值到周围像素的像素值的各个梯度，当各个梯度中存在大于等于预设梯度阈值时，将该像素判断为边缘像素，当各个梯度都小于预设梯度阈值时，将该像素判断为非边缘像素；曲线匹配设备，与所述梯度分析设备连接，用于将所有边缘像素进行连接以获得若干个封闭曲线，基于若干个封闭曲线分别从灰度化图像处分割出对应的若干个图案，当存在与预设婴儿标准图像的匹配度超限的图案时，发出婴儿存在信号，否则，发出婴儿不存在信号；防护型伸缩横板，与所述曲线匹配设备连接，用于在接收到所述婴儿存在信号时，从所述组合式桌面的下方展开以方便放置婴儿。
[0006] 更具体地，在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中，还包括：
[0007] 语音报警设备，设置在所述组合式桌面上，与所述曲线匹配设备连接，用于在接收到所述婴儿存在信号时，播放与所述婴儿存在信号对应的语音警示文件。
[0008] 更具体地，在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中，还包括：
[0009] 红外线测量仪，包括红外线发射单元、红外线接收单元以及微控制器，所述红外线发射单元位于所述可见光摄像头上，用于垂直向下发射红外线信号，红外线接收单元位于所述红外线发射单元旁，用于接收反射回来的红外线信号，所述微控制器分别与所述红外线发射单元和所述红外线接收单元连接，用于基于所述红外线发射单元的发射时间和所述红外线接收单元的接收时间确定所述可见光摄像头的实时垂直位置。
[0010] 更具体地，在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中，还包括：
[0011] 触发启动设备，与所述红外测量仪连接，用于在所述实时垂直位置偏离预设垂直位置超限时，发出启动控制信号，还用于在所述实时垂直位置偏离预设垂直位置未超限时，发出关闭控制信号。
[0012] 更具体地，在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中，还包括：
[0013] 像素值匹配设备，分别与所述触发启动设备和所述可见光摄像头连接，用于在接收到所述启动控制信号时，对所述餐桌周围图像进行背景提取，以获得实时背景图像，并将所述实时背景图像与预设背景图像进行匹配，以在匹配度小于预设百分比阈值时，发出匹配失败信号，还用于在匹配度大于等于预设百分比阈值时，发出匹配成功信号。
[0014] 更具体地，在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中：所述可见光摄像头还包括自调节单元，与所述像素值匹配设备连接，用于在接收到所述匹配失败信号时，对所述可见光摄像头进行垂直位置的自调节，以将所述可见光摄像头的实时垂直位置还原到所述预设垂直位置。
[0015] 更具体地，在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中：所述像素值匹配设备还用于在接收到所述关闭控制信号时，停止对所述餐桌周围图像进行的背景提取，并发出匹配成功信号。
[0016] 更具体地，在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中：所述自调节单元还用于在接收到所述匹配成功信号时，停止对所述可见光摄像头进行的垂直位置的自调节。
[0017] 更具体地，在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中：所述区域处理设备和所述目标图像提取设备采用不同型号的SOC芯片来实现。
[0018] 更具体地，在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中：在所述对比度提升设备中，在接收到所述目标正常信号时，停止对所述目标图像的对比度提升处理。
具体实施方式
[0019] 下面将对本发明的实施方案进行详细说明。
[0020] 餐桌是以实木为主要材质制作成的供进餐用的桌子。一般实木构成的家具很少掺杂有其他物质材料，从主要材料和辅助材料都很少用到，四脚和面板均为实木，四脚之间的连接通过四脚每一根柱子之间打上孔，和面板之间的连接大部分也是这样。
[0021] 为了克服上述不足，本发明搭建一种基于梯度分析的安全防护型餐桌，所述基于梯度分析的安全防护型餐桌能够有效解决相应的技术问题。
[0022] 根据本发明实施方案示出的基于梯度分析的安全防护型餐桌包括：
[0023] 餐桌架构，包括组合式桌面、倾斜式桌腿、水平座板、横梁和多个桌腿，所述水平座板与多个桌腿的多个中间部位连接；
[0024] 可见光摄像头，用于对餐桌周围进行可见光拍摄以输出对应的餐桌周围图像；
[0025] 区域处理设备，与所述可见光摄像头连接，用于接收所述餐桌周围图像，对所述餐桌周围图像中的各个目标进行轮廓提取，以获得各个目标在所述餐桌周围图像中的各个分布区域，所述区域处理设备还用于对所述餐桌周围图像进行分块，以获得各个子图像；在所述区域处理设备中，针对所述餐桌周围图像，对每一个分布区域进行均匀式分割而获得的子图像的尺寸小于对未分布区域进行均匀式分割而获得的子图像的尺寸，以及对每一个分布区域进行均匀式分割包括：分布区域的面积越大，分割而获得的子图像的尺寸越大；
[0026] 目标图像提取设备，与所述区域处理设备连接，用于接收所述餐桌周围图像的各个子图像，并检测每一个子图像的动态范围，针对每一个子图像，基于其动态范围的宽度大小调整对应子图像的用于剥离背景的阈值大小，还用于针对每一个子图像执行以下处理：采用调整后的阈值对所述子图像进行背景剥离，以获得对应的目标区域；所述目标图像提取设备还用于将各个子图像对应的各个目标区域进行整合以获得目标图像，并输出所述目标图像；在目标图像提取设备中，基于其动态范围的宽度大小调整对应子图像的用于剥离背景的阈值大小包括：其动态范围的宽度越窄，调整的对应子图像的用于剥离背景的阈值越小；
[0027] 目标初步检测设备，与所述目标图像提取设备连接，用于接收所述目标图像，对所述目标图像中的各个目标的存在情况进行检测，以将所述目标图像中存在的目标的数量作为当前目标数量，并输出所述当前目标数量；
[0028] 图像决策设备，与所述目标初步检测设备连接，用于接收所述当前目标数量，并在所述当前目标数量超限时，发出目标过多信号，以及在所述目标数量未超限时，发出目标正常信号；
[0029] 对比度提升设备，分别与所述目标初步检测设备和所述目标决策设备连接，用于接收所述目标图像，还用于在接收到所述目标过多信号时，执行对所述目标图像的对比度提升处理，以获得对应的对比度提升图像，所述对比度提升设备执行对所述目标图像的对比度提升处理的次数与所述当前目标数量成正比；
[0030] 梯度分析设备，与所述对比度提升设备连接，用于接收对比度提升图像，对对比度提升图像执行灰度化处理以获得相应的灰度化图像，判断所述灰度化图像中每一个像素的像素值到周围像素的像素值的各个梯度，当各个梯度中存在大于等于预设梯度阈值时，将该像素判断为边缘像素，当各个梯度都小于预设梯度阈值时，将该像素判断为非边缘像素；
[0031] 曲线匹配设备，与所述梯度分析设备连接，用于将所有边缘像素进行连接以获得若干个封闭曲线，基于若干个封闭曲线分别从灰度化图像处分割出对应的若干个图案，当存在与预设婴儿标准图像的匹配度超限的图案时，发出婴儿存在信号，否则，发出婴儿不存在信号；
[0032] 防护型伸缩横板，与所述曲线匹配设备连接，用于在接收到所述婴儿存在信号时，从所述组合式桌面的下方展开以方便放置婴儿。
[0033] 接着，继续对本发明的基于梯度分析的安全防护型餐桌的具体结构进行进一步的说明。
[0034] 在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中，还包括：
[0035] 语音报警设备，设置在所述组合式桌面上，与所述曲线匹配设备连接，用于在接收到所述婴儿存在信号时，播放与所述婴儿存在信号对应的语音警示文件。
[0036] 在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中，还包括：
[0037] 红外线测量仪，包括红外线发射单元、红外线接收单元以及微控制器，所述红外线发射单元位于所述可见光摄像头上，用于垂直向下发射红外线信号，红外线接收单元位于所述红外线发射单元旁，用于接收反射回来的红外线信号，所述微控制器分别与所述红外线发射单元和所述红外线接收单元连接，用于基于所述红外线发射单元的发射时间和所述红外线接收单元的接收时间确定所述可见光摄像头的实时垂直位置。
[0038] 在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中，还包括：
[0039] 触发启动设备，与所述红外测量仪连接，用于在所述实时垂直位置偏离预设垂直位置超限时，发出启动控制信号，还用于在所述实时垂直位置偏离预设垂直位置未超限时，发出关闭控制信号。
[0040] 在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中，还包括：
[0041] 像素值匹配设备，分别与所述触发启动设备和所述可见光摄像头连接，用于在接收到所述启动控制信号时，对所述餐桌周围图像进行背景提取，以获得实时背景图像，并将所述实时背景图像与预设背景图像进行匹配，以在匹配度小于预设百分比阈值时，发出匹配失败信号，还用于在匹配度大于等于预设百分比阈值时，发出匹配成功信号。
[0042] 在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中：所述可见光摄像头还包括自调节单元，与所述像素值匹配设备连接，用于在接收到所述匹配失败信号时，对所述可见光摄像头进行垂直位置的自调节，以将所述可见光摄像头的实时垂直位置还原到所述预设垂直位置。
[0043] 在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中：所述像素值匹配设备还用于在接收到所述关闭控制信号时，停止对所述餐桌周围图像进行的背景提取，并发出匹配成功信号。
[0044] 在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中：所述自调节单元还用于在接收到所述匹配成功信号时，停止对所述可见光摄像头进行的垂直位置的自调节。
[0045] 在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中：所述区域处理设备和所述目标图像提取设备采用不同型号的SOC芯片来实现。
[0046] 以及在所述基于梯度分析的安全防护型餐桌中：在所述对比度提升设备中，在接收到所述目标正常信号时，停止对所述目标图像的对比度提升处理。
[0047] 另外，System on Chip，简称SOC，也即片上系统。从狭义角度讲，他是信息系统核心的芯片集成，是将系统关键部件集成在一块芯片上；从广义角度讲，SOC是一个微小型系统，如果说中央处理器(CPU)是大脑，那么SOC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。国内外学术界一般倾向将SOC定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)集成在单一芯片上，他通常是客户定制的，或是面向特定用途的标准产品。
[0048] SOC定义的基本内容主要在两方面：其一是他的构成，其二是他形成过程。系统级芯片的构成可以是系统级芯片控制逻辑模块、微处理器/微控制器CPU内核模块、数字信号处理器DSP模块、嵌入的存储器模块、和外部进行通讯的接口模块、含有ADC/DAC的模拟前端模块、电源提供和功耗管理模块，对于一个无线SOC还有射频前端模块、用户定义逻辑(他可以由FPGA或ASIC实现)以及微电子机械模块，更重要的是一个SOC芯片内嵌有基本软件(RDOS或COS以及其他应用软件)模块或可载入的用户软件等。
[0049] 采用本发明的基于梯度分析的安全防护型餐桌，针对现有技术中餐桌缺乏适用于婴儿的相关处理机制的技术问题，通过对餐桌周围的婴儿检测结果，确定相应的报警和防护操作，以提高餐桌的可用性，其中，基于图像的目标数量的初步检测结果，决定对所述高清图像的对比度提升处理的时机以及次数，从而避免了运算资源的浪费；在对图像进行目标轮廓的粗略检测的基础上，获取对图像的区域划分策略，在此基础上，对剥离背景后的目标图像进行高精度获取；采用背景匹配的方式，确定所述可见光摄像头的输出图像是否因为所述可见光摄像头的失位而产生位置的改变，尤为重要的是，还在可见光摄像头中内设自调节单元，以根据位置的改变情况进行位置的自行恢复，从而解决了上述技术问题。
[0050] 可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
